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中型水電站

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中型水電站對水電站水庫群與地下水資源系統聯合運行多目標管理問題進行研究，建立起聯合運行多目標管理模型，並提出一種求解大規模多目標決策問題的模糊帶權目標協調法。實例計算與分析論證表明，所建立的模型和提出的方法具有實用性和通用性。

基本內容

中文名：中型水電站

學科：電力工程

聯合運行：水電站水庫群與地下水資源系統

外文名：Medium power station

領域：能源

依據：《動能規範》

供電範圍

合理確定設計電站的供電範圍，對論證電站裝機規模有重要作用。縣電網裝機發展到幾萬kW級，地(州)電網發展到十幾萬kW至幾十萬kW級，省網已發展到數百萬kW乃至千萬kW級。按現行電站劃分標準，容量5-30萬kW屬於中型電站。由於我省中型水電站容量多數小於20萬kW，通常只能滿足當地用電需求，供電範圍一般可定為就近的地方電網，例如縣電網、地(州)電網以及地區電網等，不必考慮省網。設計電站的供電範圍可根據電站容量占供電電網總容量的比重確定，當比重太大時，例如超過30%或裝機容量長期發揮不了作用時，則應當擴大供電範圍或考慮部分電力、電量外送；比重太小時，例如小於5%，則應縮小供電範圍，使設計電站在電網中得到合理的定位。

多數中型電站的前期工作，常常由縣政府或行署(州政府)有關職能部門出面操辦的，電站供電範圍常常難以逾越行政界限。此外由集團、企業或私人搞的水電站，供電範圍也可按業主意見確定，設計單位可提出合理的意見。

負荷水平和負荷參數

現行水電站動能設計方法，電站裝機的必需容量與某一水平年的負荷密切相關。因此負荷水平和負荷參數是裝機容量論證的重要依據。

《動能規範》規定電站設計水平年為電站第一台機組投入運行後5-10年，設計水平年至少比做設計時滯後10-15年。要預測10-15年以後的負荷水平並非易事。在計劃經濟年代還有本本可循，進入市場經濟，經濟受到市場調節，起伏波動和商業周期是很難避免的，不管用什麼方法推算遠景用電負荷，很難與實際相符。

負荷參數，包括年、日負荷曲線，與用戶構成有關，10-15年後的用戶構成較之負荷水平更難確定。因此負荷參數的擬定更具有經驗性和隨意性。

按現行設計方法，動能設計不可沒有負荷及負荷參數，但我們不可把它們作為裝機論證的唯一依據。裝機還應從其它角度和方面進行分析論證，尤其要把電站能量和質量特性作為確定裝機最基本的依據。

庫容曲線

近年來出現不同設計階段水電站庫容大幅度變化的情況，有的甚至影響裝機規模。產生這種現象的原因是前後用了不同的測量方法和不同比例尺的地形圖。

具有年、季調節的水電站，預可階段常因設計周期太短，來不及實測水庫地形圖，以現有的1:5萬或1:1萬的航測圖量算庫容。有時也用1:5萬航片成的1:1萬的航測圖。可研階段按規範要求水庫地形圖應採用1:1萬或1:5千的實測圖。由於測量方法和比例尺不同，兩個階段的庫容必然存在差異。

不同地形圖量算的庫容之間的關係

通過若干個案例的初步分析，得出不同地形圖量算的庫容之間有如下關係：

(1)較小比例尺地形圖量算的庫容大於較大比例尺地形圖量算的庫容；

(2)比例尺相同時，航測圖的量算的庫容大於實測圖量算的庫容；

(3)相同高程，較小比例尺地形圖量算的庫容與較大比例尺地形圖量算的庫容之比值(一般大於1)，隨高程增高而呈遞減變化。

以上三點個別情況或某個高程也可能出現相反情況。

不同地形圖影響庫容的原因

(1)不同比例尺地形圖等高線允許誤差不同。按測量規範航測和實測1:1萬地形圖，等高線允許誤差為(0.6-1)個等高距；1:5萬航測圖等高線允許誤差為1個等高距。現行1:5萬航測圖等高距為10m或20m，1:1地形圖等高距為5m。以1:5萬航測圖為例，過河等高線允許誤差為1個等高距，即10m或20m，按過河等高線相差+10m計，則每層庫容都是按比原來水位高10m計算的，則累計庫容差值常常是很顯著的。

(2)航片攝影時間不同，河流水面高程也不同，例如大江河汛期水位可能高出枯水期水位幾m、十幾m至幾十m。汛期拍攝的航片成的航測圖，某一點河流水位可能比枯期水位高出一個數量級。由於同一點高程不同，其回水長度也不同，該層回水面積和庫容就不同，累計庫容也就不同。

(3)用1: 5萬航片成的1: 1萬航測圖，若調繪點不足，其精度仍為1: 5萬航測圖精度。

(4)有些地形圖缺乏水下地形，當水下容積比重較大時，也是影響庫容大小的原因之一。支流不發育的河流，用無水下地形的地形圖量算的庫容常常小於用剖面法計算的庫容，就是這個原因。

建議

為了消除和減輕庫容誤差對具有年、季調節性能電站參數論證的影響，提出如下建議：

(1)最好一步到位採用1:1萬或1:5千實測地形圖量算庫容。

(2)使用航測圖量算庫容前應作修正：採用1:5萬航測圖時庫容修正係數可取為0.75-0. 9；採用1:1萬航測圖庫容修正係數可取為0.85-0.95。

(3)當庫區無較大支流時，也可採用剖面法計算的庫容成果。

(4)設計電站也可參考上下游用不同比例尺或不同測量方法的水庫地形圖量算的庫容對比資料，確定設計電站庫容修正係數。

(5)當河流水下容積占總庫容比重較大時，應測水下地形。

徑流調節

進行設計的中型電源大多具有年、季調節。通流調節首先要研究調節程序，也就是計算方法。採用優化運行的徑流調節計算程序有兩個問題：一是計算中優化調節的前提條件與電站投入後的具體情況能否相符；另一為按優化調節（通常取歷時保證率）成果，選擇代表年時可能出現插花破壞的月份使代表年電力平衡出現不合理現象。為避免這種情況發生，有時不得不超規範提高設計保證率。

首先優化調節是一個運行問題，不是水電站動能設計的任務。水電站動能設計的主要任務是確定電站參數，尤其是主參數——正常蓄水位和裝機容量。鑑於種種的不可預見和不確定因素，動能設計確定參數首先應當可靠、可信，並留有適當餘地。挖掘運行中潛力不是動能設計的任務。

其次水電站在電網中運行要服從電網統一調度，因此首先要研究電網的優化運行。電網優化運行調度是「生產模型」的研究課題。離開電網的具體條件，研究水電站或水電群的優化調節，其預期效果能否實現，是值得商榷的。既然如此，為什麼要把水電站主參數的論證放在這個有爭議的基礎上呢?

為此建議具有年、季調節的中型水電站，應按常規方法進行徑流調節計算：水庫按每年汛末蓄滿和枯末放空進行操作；枯期出力按儘量拉平計算，進行排隊計算保證率;由於採用年保證率，建議設計保證率可適當降低，例如採用90%左右。